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KUNSTSTOFF + FUNKTION

Kunststoffbauteile belastungsgerecht auslegen

Ein Werkstoffname allein beschreibt noch kein gedrucktes Bauteil. Orientierung, Schichtverbund, Temperatur und Konstruktion entscheiden gemeinsam darüber, wie es sich im Einsatz verhält.

Drei Fragen vor der Materialwahl

Wie wird es belastet?

Kraft und Richtung, Befestigung und wiederholte Lastwechsel bestimmen die Auslegungsaufgabe. Eine Montagehilfe braucht andere Nachweise als ein dauerhaft tragendes Bauteil.

In welcher Umgebung arbeitet es?

Temperatur, Feuchte, Medienkontakt und Nutzungsdauer gehören zur Auswahl. Kennwerte müssen zum tatsächlichen Einsatz passen.

Wie wird es gedruckt?

Bauorientierung, Bahnen und lokale Geometrie beeinflussen den Schichtverbund. Auch verstärkte Werkstoffe können richtungsabhängig reagieren.

Druckrichtung sichtbar gemacht

Die Bahnen einer Schicht und die Verbindung zur nächsten Schicht erzeugen eine Struktur im Bauteil. Richtungsabhängiges Verhalten heißt Anisotropie: derselbe Werkstoff kann entlang und quer zum Aufbau unterschiedlich reagieren.

Simulationsbeispiel: Die roten Linien zeigen die Druckbahnen in aufeinanderfolgenden Schichten einer Halterung. Der Film zeigt weder Temperatur noch eine Verzugskompensation. Ohne Ton; keine UNIKE-Berechnung.

Nutzen für die Konstruktion: Bauorientierungen anhand von Lasten, Anschlussflächen und Fertigungsbedingungen vergleichen. Die animierten Bahnen sind Prozessinformationen, keine Aussage über die erreichte Festigkeit.

Simulation und Realität im Vergleich

Ausgangsproblem: Ein im FDM-Verfahren gefertigter Luftkanal verzieht sich. Die Sollgeometrie allein beschreibt seine endgültige Form nicht.

Untersuchung: In diesem Anwendungsbeispiel wird eine Digimat-AM-Prozesssimulation mit drei realen Scans des gedruckten Bauteils aus ULTEM 9085 CG verglichen. Die Abbildungen zeigen ähnliche räumliche Verzugsmuster; sie begründen keine allgemeine Genauigkeitsquote.

Simulation links und drei 3D-Scans real gedruckter Luftkanäle rechts
Abgleich zwischen Simulation (links) und drei 3D-Scans real gedruckter Bauteile (rechts). Die Farben zeigen die räumliche Verteilung der Formabweichungen. Abbildung groß öffnen ↗

Nutzen: Kritische Bereiche vor der Fertigung erkennen und den Abgleich mit geeigneten Messdaten planen. ULTEM im Beispiel ist keine zusätzliche Materialzusage für den Shop.

Materialmodell und Bauteilmodell verbinden

Digimat-bezogene Multiskalenmodelle beschreiben, wie Materialstruktur und Herstellungsprozess in eine Bauteilberechnung eingehen können. Bei faserverstärkten Werkstoffen spielen unter anderem Faserorientierung und Druckrichtung eine Rolle. Auch Poren zwischen abgelegten Bahnen beeinflussen das Verhalten.

Für ein konkretes Projekt prüfen wir, welche Kennwerte, Materialmodelle und Prozessdaten vorliegen und welcher Berechnungsweg geeignet ist. Versuchsdaten zum tatsächlich eingesetzten Material und Aufbau sind aussagekräftiger als ungeprüft übertragene Daten eines anderen Druckprozesses.

PEEK, PPS und Mehrmaterialdruck sinnvoll einsetzen

UNIKE bietet PEEK, PPS und Mehrmaterialdruck an. Die Wahl richtet sich nach Funktion und Einsatzbedingungen. Bei einer Kombination aus festen und elastischen Bereichen müssen zusätzlich Verbindung, Übergänge und Montage untersucht werden.

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Diese Angaben helfen bei deiner Anfrage

CAD-Datei oder Zeichnung, vorgesehener Werkstoff, Stückzahl, Lasten und Befestigung, Temperaturbereich und kritische Maße. Wenn bereits ein Teil ausgefallen ist, beschreibe die Schadensstelle und den Einsatz. Wir stimmen ab, welche Daten zusätzlich benötigt werden.

Was soll dein Bauteil leisten?

Nenne uns Material, Verfahren, Stückzahl, Belastung und die kritischen Maße. Auch ein konkretes Problem wie Verzug oder eine gebrochene Verbindung ist ein guter Einstieg. Umfang und Ergebnisse des Engineerings vereinbaren wir passend zu deinem Projekt.